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课程来源:哔哩哔哩大学.
第一节课
显示第一张图片
环境配置了一个早上,到10.48分配置完毕,有点难受。还好最后显示出第一张图片。
#include<opencv2/opencv.hpp>
#include<iostream>
using namespace std;
using namespace cv;
int main()
{
Mat src = imread("D:/images/011.jpg",IMREAD_GRAYSCALE);
if (src.empty())
{
printf("could not load image");
}
namedWindow("输入窗口", WINDOW_FREERATIO);
imshow("输入窗口", src);
waitKey(0);
destroyAllWindows();
return 0;
}
第一节课小结
第一节课介绍了如何读取第一张图片,并且显示出来,通过调用imread函数读取照片,再调用imshow显示图片到窗口。同时,讲述了如何打印灰度图像,图片读取失败的处理方式,代码注释详细介绍了每条语句的意思。
第二节课
显示第一张图片
1、色彩空间转换函数 cvtColor 2、图像的保存
#include<opencv2/opencv.hpp>
using namespace cv;
class QuickDemo
{
public:
void colorSpace_Demo(Mat &imge);
};
#include<quickopencv.h>
void QuickDemo::colorSpace_Demo(Mat &image)
{
Mat gray, hsv;
cvtColor(image,hsv,COLOR_BGR2HSV);
cvtColor(image,gray,COLOR_BGR2GRAY);
imshow("HSV",hsv);
imshow("灰度",gray);
imwrite("D:/hsv.jpg",hsv);
imwrite("D:/gray.jpg",gray);
}
#include<opencv2/opencv.hpp>
#include<iostream>
#include<quickopencv.h>
using namespace std;
using namespace cv;
int main()
{
Mat src = imread("D:/images/1.jpg",IMREAD_ANYCOLOR);
if (src.empty())
{
printf("could not load image");
return -1;
}
namedWindow("输入窗口", WINDOW_FREERATIO);
imshow("输入窗口", src);
QuickDemo qd;
qd.colorSpace_Demo(src);
waitKey(0);
destroyAllWindows();
return 0;
}
第二节课小结
这节主要介绍了创建一个类对象,然后通过类对象调用函数,在main主函数中进行调用实现类对象中的功能,比如转换成HSV类型图片和GRAY类型图片,最后通过imwrite函数进行图像的保存。
第三节课
图像对象的创建与赋值
1、怎么操作mat 2、怎么访问每一个像素点 3、怎么创建一个空图或者mat
void QuickDemo::mat_creation_demo(Mat &image)
{
Mat m1, m2;
m1 = image.clone();
image.copyTo(m2);
Mat m3 = Mat::ones(Size(400, 400), CV_8UC3);
m3 = Scalar(255, 0, 0);
Mat m4 = m3.clone();
m4 = Scalar(0, 255, 255);
imshow("图像3", m3);
imshow("图像4", m4);
}
第三节课小结
本节课介绍了如何创建一个Mat对象,通过创建新的Mat对象来创建用户的特定的底色画布,创建图像的基本类型有两种一种是ones一种是zeros,ones()中的第一个参数代表图像的大小,第二个参数代表创建几维的图像,UC代表无符号字符型,数组3代表通道数。克隆和赋值的区别,克隆就是产生一个新的对象,新对象改变属性,旧对象属性不变(各自为政)。赋值是二者同体,当新属性发生改变,旧属性也发生改变(二者同体)。
第四节课
图像像素的读写操作
如何遍历和修改每个像素点的数值,分为单通道和多通道。访问模式模式也有两种。第一种是数组访问模式,用最常规的数组下标访问像素值。
void QuickDemo::pixel_visit_demo(Mat &image)
{
int dims = image.channels();
int h = image.rows;
int w = image.cols;
for (int row = 0; row < h; row++)
{
for (int col = 0; col < w; col++)
{
if (dims == 1)
{
int pv = image.at<uchar>(row, col);
image.at<uchar>(row, col) = 255 - pv;
}
if (dims == 3)
{
Vec3b bgr = image.at<Vec3b>(row, col);
image.at<Vec3b>(row, col)[0] = 255 - bgr[0];
image.at<Vec3b>(row, col)[1] = 255 - bgr[1];
image.at<Vec3b>(row, col)[2] = 255 - bgr[2];
}
}
}
namedWindow("像素读写演示", WINDOW_FREERATIO);
imshow("像素读写演示", image);
}
第二种为指针访问模式,指定一个指针为图片的首地址,通过循环遍历,指针++,一次往后推。
void QuickDemo::pixel_visit_demo(Mat &image)
{
int dims = image.channels();
int h = image.rows;
int w = image.cols;
for (int row = 0; row < h; row++)
{
uchar *current_row = image.ptr<uchar>(row);
for (int col = 0; col < w; col++)
{
if (dims == 1)
{
int pv = *current_row;
*current_row++ = 255 - pv;
}
if (dims == 3)
{
*current_row++ = 255 - *current_row;
*current_row++ = 255 - *current_row;
*current_row++ = 255 - *current_row;
}
}
}
namedWindow("像素读写演示", WINDOW_FREERATIO);
imshow("像素读写演示", image);
}
第四节课小结
本节主要介绍了通过两种遍历的方式访问图像的像素值,并且改变图像的像素值。
第五节课
图像像素的操作
对图像的各个像素点实现加减乘除的操作。介绍了常用的除爆函数saturate_cast,防止数值过界。
void QuickDemo::operators_demo(Mat &image)
{
Mat dst = Mat::zeros(image.size(), image.type());
Mat m = Mat::zeros(image.size(), image.type());
dst = image - Scalar(50, 50, 50);
m = Scalar(50, 50, 50);
multiply(image,m,dst);
imshow("乘法操作", dst);
add(image, m, dst);
imshow("加法操作", dst);
subtract(image, m, dst);
imshow("减法操作", dst);
divide(image, m, dst);
namedWindow("加法操作", WINDOW_FREERATIO);
imshow("加法操作", dst);
int dims = image.channels();
int h = image.rows;
int w = image.cols;
for (int row = 0; row < h; row++)
{
for (int col = 0; col < w; col++)
{
Vec3b p1 = image.at<Vec3b>(row, col);
Vec3b p2 = m.at<Vec3b>(row, col);
dst.at<Vec3b>(row, col)[0] = saturate_cast<uchar>(p1[0] + p2[0]);
dst.at<Vec3b>(row, col)[1] = saturate_cast<uchar>(p1[1] + p2[1]);
dst.at<Vec3b>(row, col)[2] = saturate_cast<uchar>(p1[2] + p2[2]);
}
}
imshow("加法操作", dst);
}
第五节课小结
介绍了四种不同的API实现,并且演示了一种加法的算法。
第六节课
滚动条演示操作-调整图片亮度
本节介绍怎么通过createTrackbar来设置一个进度条,实现图片的亮度调节。
Mat src, dst, m;
int lightness = 50;
static void on_track(int ,void*)
{
m = Scalar(lightness,lightness,lightness);
subtract(src, m, dst);
imshow("亮度调整", dst);
}
void QuickDemo::tracking_bar_demo(Mat &image)
{
namedWindow("亮度调整",WINDOW_AUTOSIZE);
dst = Mat::zeros(image.size(), image.type());
m = Mat::zeros(image.size(), image.type());
src = image;
int max_value = 100;
createTrackbar("Value Bar:", "亮度调整", &lightness, max_value,on_track);
on_track(50, 0);
}
第七节课
滚动条演示操作-传递参数
static void on_lightness(int b ,void* userdata)
{
Mat image = *((Mat*)userdata);
Mat dst = Mat::zeros(image.size(), image.type());
Mat m = Mat::zeros(image.size(), image.type());
m = Scalar(b,b,b);
addWeighted(image,1.0,m,0,b,dst);
imshow("亮度&对比度调整", dst);
}
static void on_contrast(int b, void* userdata)
{
Mat image = *((Mat*)userdata);
Mat dst = Mat::zeros(image.size(), image.type());
Mat m = Mat::zeros(image.size(), image.type());
double contrast = b / 100.0;
addWeighted(image, contrast, m, 0.0, 0, dst);
imshow("亮度&对比度调整", dst);
}
void QuickDemo::tracking_bar_demo(Mat &image)
{
namedWindow("亮度&对比度调整",WINDOW_AUTOSIZE);
int lightness = 50;
int max_value = 100;
int contrast_value = 100;
createTrackbar("Value Bar:", "亮度&对比度调整", &lightness, max_value, on_lightness,(void*)(&image));
createTrackbar("Contrast Bar:", "亮度&对比度调整", &contrast_value, 200, on_contrast, (void*)(&image));
on_lightness(50, &image);
}
第七节课小结
第八节课
键盘响应操作
本节介绍通过键盘输入,终端能够读取响应的信息。
void QuickDemo::key_demo(Mat &image)
{
Mat dst= Mat::zeros(image.size(), image.type());
while (true)
{
char c = waitKey(100);
if (c == 27) {
break;
}
if (c == 49)
{
std::cout <<"you enter key #1" << std::endl;
cvtColor(image, dst, COLOR_BGR2GRAY);
}
if (c == 50)
{
std::cout << "you enter key #2" << std::endl;
cvtColor(image, dst, COLOR_BGR2HSV);
}
if (c == 51)
{
std::cout << "you enter key #3" << std::endl;
dst = Scalar(50, 50, 50);
add(image,dst,dst);
}
imshow("键盘响应",dst);
std::cout << c << std::endl;
}
}
第八节课小结
通过键盘输入,在终端得到响应,输入不同的键值,得到不一样的结果。
第九节课
opencv自带颜色操作
void QuickDemo::color_style_demo(Mat &image)
{
int colormap[] = {
COLORMAP_AUTUMN ,
COLORMAP_BONE,
COLORMAP_CIVIDIS,
COLORMAP_DEEPGREEN,
COLORMAP_HOT,
COLORMAP_HSV,
COLORMAP_INFERNO,
COLORMAP_JET,
COLORMAP_MAGMA,
COLORMAP_OCEAN,
COLORMAP_PINK,
COLORMAP_PARULA,
COLORMAP_RAINBOW,
COLORMAP_SPRING,
COLORMAP_TWILIGHT,
COLORMAP_TURBO,
COLORMAP_TWILIGHT,
COLORMAP_VIRIDIS,
COLORMAP_TWILIGHT_SHIFTED,
COLORMAP_WINTER
};
Mat dst;
int index = 0;
while (true)
{
char c = waitKey(100);
if (c == 27) {
break;
}
if (c == 49)
{
std::cout << "you enter key #1" << std::endl;
imwrite("D:/gray.jpg", dst);
}
applyColorMap(image, dst, colormap[index%19]);
index++;
imshow("循环播放", dst);
}
}
第十节课
图像像素的逻辑操作
本节介绍如何对图像的像素进行操作,包括与、或、非、异或,矩形在图像中的绘制。
void QuickDemo::bitwise_demo(Mat &image)
{
Mat m1 = Mat::zeros(Size(256,256),CV_8UC3);
Mat m2 = Mat::zeros(Size(256,256),CV_8UC3);
rectangle(m1,Rect(100,100,80,80),Scalar(255,255,0),-1,LINE_8,0);
rectangle(m2,Rect(150,150,80,80), Scalar(0,255,255), -1, LINE_8, 0);
imshow("m1", m1);
imshow("m2", m2);
Mat dst;
bitwise_and(m1, m2, dst);
bitwise_or(m1, m2, dst);
bitwise_not(image, dst);
bitwise_xor(m1, m2, dst);
imshow("像素位操作", dst);
}
rectangle(m1,Rect(100,100,80,80),Scalar(255,255,0),-1,LINE_8,0); 这个函数参数1是图片名称,参数2是矩形的起始&末尾位置,参数3 Scalar表示将要绘制图像的颜色,参数4表示小于0表示填充,大于0表示绘制,参数5表示四邻域或者八邻域的绘制,参数6表示中心坐标或者半径坐标的小数位数。
第十一节课
通道的分离与合并
本节介绍如何把不同的通道给分离,归并,使得能显现出来不同的通道颜色。
void QuickDemo::channels_demo(Mat &image)
{
std::vector<Mat>mv;
split(image, mv);
Mat dst;
mv[0] = 0;
mv[2] = 0;
merge(mv, dst);
imshow("蓝色", dst);
int from_to[] = { 0,2,1,1,2,0 };
mixChannels(&image,1,&dst,1,from_to,3);
imshow("通道混合", dst);
}
第十一节课小结
M[0],M[1],M[2]分别代表BGR个不同的通道。要开启某个通道只需要关闭另外的一个通道即可。 第二个内容为通道的合并,将不同通道的像素值进行转换操作,使图片呈现出不同的效果。
第十二节课
图像色彩空间转换
本节内容实现任务是提取任务的轮廓,首先把RGB色彩空间的图片转换到HSV空间中,其次,提取图片的mask,通过使用inrangle提取hsv色彩空间的颜色。
HSV色彩空间的颜色
void QuickDemo::inrange_demo(Mat &image)
{
Mat hsv;
cvtColor(image, hsv, COLOR_BGR2HSV);
Mat mask;
inRange(hsv,Scalar(35,43,46),Scalar(77,255,255),mask);
imshow("mask",hsv);
Mat redback = Mat::zeros(image.size(), image.type());
redback = Scalar(40, 40, 200);
bitwise_not(mask, mask);
imshow("mask", mask);
image.copyTo(redback, mask);
imshow("roi提取", hsv);
}
第十三节课
图像像素值统计
分别定义双精度型变量 minv和maxv。指针变量minLoc,maxLoc; 因为这图片是多通道的,所以使用一个容器装取数值,并且用split分离图片到MV中 通过for循环操作,遍历图片信息,并且打印信息到终端。图像信息包括,方差,均值,大小。
void QuickDemo::pixel_statistic_demo(Mat &image)
{
double minv, maxv;
Point minLoc, maxLoc;
std::vector<Mat>mv;
split(image, mv);
for (int i = 0; i < mv.size(); i++)
{
minMaxLoc(mv[i], &minv, &maxv, &minLoc, &maxLoc, Mat());
std::cout <<"No.channels:"<<i<<"minvalue:" << minv << "maxvalue:" << maxv << std::endl;
}
Mat mean, stddev;
meanStdDev(image, mean, stddev);
std::cout << "mean:" << mean << std::endl;
std::cout << "stddev:" << stddev << std::endl;
}
第十三节课小结
第十四节课
图像几何形状的绘制
本节课介绍如何绘制椭圆,矩形,直线,圆等
void QuickDemo::drawing_demo(Mat &image)
{
Rect rect;
rect.x = 200;
rect.y = 200;
rect.width = 100;
rect.height = 100;
Mat bg = Mat::zeros(image.size(),image.type());
rectangle(image, rect, Scalar(0, 0, 255), -1, 8, 0);
circle(bg, Point(350, 400), 15, Scalar(0, 0, 255), 2, LINE_AA, 0);
Mat dst;
RotatedRect rtt;
rtt.center = Point(200, 200);
rtt.size = Size(100, 200);
rtt.angle = 0.0;
line(bg,Point(100,100),Point(350,400), Scalar(0, 0, 255), 8, LINE_AA, 0);
ellipse(bg,rtt, Scalar(0, 0, 255), 2, 8);
imshow("矩形的绘制",bg);
}
第十四节课小结
第十五节课
随机数与随机颜色
本节主要介绍如何能产生一个随机数字和随机颜色,并且用线条的方式显示出来。
void QuickDemo::random_drawing()
{
Mat canvas = Mat::zeros(Size(512,512), CV_8UC3);
int w = canvas.cols;
int h = canvas.rows;
RNG rng(12345);
while (true)
{
int c = waitKey(10);
if (c == 27)
{
break;
}
int x1 = rng.uniform(0,canvas.cols);
int y1 = rng.uniform(0, h);
int x2 = rng.uniform(0, canvas.cols);
int y2 = rng.uniform(0, h);
int b = rng.uniform(0, 255);
int g = rng.uniform(0, 255);
int r = rng.uniform(0, 255);
canvas = Scalar(0,0,0);
line(canvas, Point(x1, y1), Point(x2, y2), Scalar(b,g,r), 8, LINE_AA,0);
imshow("随机绘制演示", canvas);
}
}
第十五节课小结
第十六节课
多边形填充与绘制
这节课介绍了2种多边形绘制的实现方式。
void QuickDemo::polyline_drawing_demo(Mat &image)
{
Mat canvas = Mat::zeros(Size(512, 512), CV_8UC3);
Point p1(100, 100);
Point p2(350, 100);
Point p3(450, 280);
Point p4(320, 450);
Point p5(80, 400);
std::vector<Point>pts;
pts.push_back(p1);
pts.push_back(p2);
pts.push_back(p3);
pts.push_back(p4);
pts.push_back(p5);
std::vector<std::vector<Point>>contours;
contours.push_back(pts);
drawContours(canvas,contours,-1, Scalar(0, 0, 255),-1);
imshow("多边形绘制", canvas);
}
第十六节课小结
第一种方式,通过标记各个点,然后存储到容器中,之后对容器中的点进行操作。填充多边形调用fillPoly,绘制多边形调用polylines。第二种方式,使用一个API接口绘制。通过一个容器中的存储的点组成的另一个容器。
第十七节课
鼠标操作与响应
Point sp(-1, -1);
Point ep(-1, -1);
Mat temp;
static void on_draw(int event,int x,int y,int flags,void *userdata)
{
Mat image = *((Mat*)userdata);
if(event == EVENT_LBUTTONDOWN)
{
sp.x = x;
sp.y = y;
std::cout << "start point" <<sp<< std::endl;
}
else if (event == EVENT_LBUTTONUP)
{
ep.x = x;
ep.y = y;
int dx = ep.x - sp.x;
int dy = ep.y - sp.y;
if (dx > 0 && dy > 0)
{
Rect box(sp.x, sp.y, dx, dy);
imshow("ROI区域", image(box));
rectangle(image, box, Scalar(0, 0, 255), 2, 8, 0);
imshow("鼠标绘制", image);
sp.x = -1;
sp.y = -1;
}
}
else if (event == EVENT_MOUSEMOVE)
{
if (sp.x > 0 && sp.y > 0)
{
ep.x = x;
ep.y = y;
int dx = ep.x - sp.x;
int dy = ep.y - sp.y;
if (dx > 0 && dy > 0)
{
Rect box(sp.x, sp.y, dx, dy);
temp.copyTo(image);
rectangle(image, box, Scalar(0, 0, 255), 2, 8, 0);
imshow("鼠标绘制", image);
}
}
}
}
void QuickDemo::mouse_drawing_demo(Mat &image)
{
namedWindow("鼠标绘制", WINDOW_AUTOSIZE);
setMouseCallback("鼠标绘制", on_draw,(void*)(&image));
imshow("鼠标绘制", image);
temp = image.clone();
}
第十七节课小结
第十八节课
图像像素类型的转换与归一化
void QuickDemo::norm_demo(Mat &image)
{
Mat dst;
std::cout << image.type() << std::endl;
image.convertTo(image,CV_32F);
std::cout << image.type() << std::endl;
normalize(image, dst, 1.0, 0, NORM_MINMAX);
std::cout << dst.type() << std::endl;
imshow("图像的归一化", dst);
}
第十八节课小结
第十九节课
图像的放缩与差值
介绍基本的图像变换大小的方法。图像的差值处理主要有线性、双线性差值、卢卡斯差值、双立方差值。
void QuickDemo::resize_demo(Mat &image)
{
Mat zoomin, zoomout;
int h = image.rows;
int w = image.cols;
resize(image, zoomin, Size(w/2, h/2),0,0,INTER_LINEAR);
imshow("zoomin", zoomin);;
resize(image, zoomout, Size(w*1.5, h*1.5), 0, 0, INTER_LINEAR);
imshow("zoomin", zoomout);
}
第二十节课
图像的旋转
void QuickDemo::flip_demo(Mat &image)
{
Mat dst;
flip(image, dst, 0);
flip(image, dst, 1);
flip(image, dst, -1);
imshow("图像翻转",dst);
}
第二十节课小结
第二十一节课
图像的翻转
本节课主要介绍了翻转图像的指定角度,之后,确定得到新的图像信息,长宽也发生改变。
void QuickDemo::rotate_demo(Mat &image)
{
Mat dst, M;
int h = image.rows;
int w = image.cols;
M = getRotationMatrix2D(Point(w / 2, h / 2),45,1.0);
double cos = abs(M.at<double>(0, 0));
double sin = abs(M.at<double>(0, 1));
int nw = cos * w + sin * h;
int nh = sin * w + cos * h;
M.at<double>(0, 2) += (nw / 2 - w / 2);
M.at<double>(1, 2) += (nh / 2 - h / 2);
warpAffine(image, dst, M,Size(nw,nh),INTER_LINEAR,0, Scalar(0, 0, 255));
imshow("旋转演示", dst);
}
第二十一节课小结
第二十二节课
视频文件摄像头使用
本节介绍了如何读取一个视频,以及调用电脑的摄像头。并且对读取到的视频进行操作。
void QuickDemo::video_demo(Mat &image)
{
VideoCapture capture("D:/images/123.mp4");
Mat frame;
while (true)
{
capture.read(frame);
if(frame.empty())
{
break;
}
imshow("frame", frame);
colorSpace_Demo(frame);
int c = waitKey(100);
if (c == 27) {
break;
}
}
capture.release();
}
第二十三节课小结
对读取到的视频 操作方式有镜像对称。加各种滤镜等等。
第二十四节课
视频处理与保存
视频的属性,SD(标清),HD(高清),UHD(超清),蓝光。如何读取视频文件,以及读取视频文件的属性,衡量视频处理指标:FPS。保存视频时的编码格式。保存视频的实际size和create的size大小保持一致。
void QuickDemo::video_demo(Mat &image)
{
VideoCapture capture("D:/images/123.mp4");
int frame_width = capture.get(CAP_PROP_FRAME_WIDTH);
int frame_height = capture.get(CAP_PROP_FRAME_HEIGHT);
int count = capture.get(CAP_PROP_FRAME_COUNT);
double fps = capture.get(CAP_PROP_FPS);
std::cout << "frame width" << frame_width << std::endl;
std::cout << "frame height" << frame_height << std::endl;
std::cout << "frame FPS" << fps << std::endl;
std::cout << "frame count" << count << std::endl;
VideoWriter writer("D:/test.mp4",capture.get(CAP_PROP_FOURCC),fps,Size(frame_width, frame_height),true);
Mat frame;
while (true)
{
capture.read(frame);
if(frame.empty())
{
break;
}
imshow("frame", frame);
colorSpace_Demo(frame);
writer.write(frame);
int c = waitKey(100);
if (c == 27) {
break;
}
}
capture.release();
writer.release();
}
第二十四节课小结
本节课,介绍了视频的一些基本熟悉,紧接介绍如何获取视频的属性,并且通过特定的格式保存到相应的存储位置上。
第二十五节课
图像的直方图
直方图是图像的统计学特征。表示了图像的各个像素在0-255出现的频率。图像的平移旋转都不会对性质进行改变。缺点:不能表征一张图像。
第二十六节课
直方图的均衡化
用途:用于图像增强,人脸检测,卫星遥感。均衡化的图像只支持单通道。
void QuickDemo::histogram_eq_demo(Mat &image)
{
Mat gray;
cvtColor(image, gray, COLOR_BGR2GRAY);
imshow("灰度图像", gray);
Mat dst;
equalizeHist(gray, dst);
imshow("直方图均衡化", dst);
}
第二十六节课小结
第二十七节课
图像的卷积操作
卷积的作用,高的往下降,低的往上升。但是会造成信息丢失。产生模糊效果。是一种线性操作,点乘,之后相加。
void QuickDemo::blur_demo(Mat &image)
{
Mat dst;
blur(image, dst, Size(15, 15), Point(-1, -1));
imshow("图像卷积操作", dst);
}
第二十七节课小结
第二十八节课
高斯模糊
中心的数值最大,离中心距离越远,数值越小。 高斯卷积数学表达式说明: 高斯卷积的图像说明:
void QuickDemo::gaussian_blur_demo(Mat &image)
{
Mat dst;
GaussianBlur(image, dst, Size(5, 5), 15);
imshow("高斯模糊", dst);
}
第二十九节课
高斯双边模糊
void QuickDemo::bifilter_demo(Mat &image)
{
Mat dst;
bilateralFilter(image,dst,0,100,0);
namedWindow("双边模糊", WINDOW_FREERATIO);
imshow("双边模糊", dst);
}
完结~
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